直接转矩控制技术在电力机车牵引、汽车工业以及家用电器等工业控制领域得到了广泛的应用。在运动控制系统中,直接转矩控制作为一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖、控制结构简单、控制手段直接、转矩响应迅速,正在运动控制领域中发挥着巨大的作用。虽然直接转矩控制的优势是矢量控制所不能实现的,但是直接转矩控制依然存在一系列不能忽视的问题。直接转矩控制采用两点式转矩和磁链滞环控制器,使转矩和磁链被控制在给定值的一定范围以内,这种控制方法不可避免地带来电机输出转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定等问题。直接转矩控制采用定子磁链定向,只用便于测量的定子电阻来估计定子磁链,这样在低速运行时会带来磁链估计的误差。虽然在全速范围内估计定子磁链运用低速时采用的电流-转速模型和高速时采用的电压-电流模型的合成模型,即电压-转速模型,然而两种模型的平滑切换又是一个新的问题。直接转矩控制在基频以下调速的理论和应用已经实现,在基频以上的弱磁调速范围内的理论和应用还需要进一步的研究。 为了解决这些问题,本文针对异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型,对传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统进行了研究。在传统直接转矩控制系统中,详细讨论了定子磁链估计的三种基本模型,设计了定子磁链估计的加权模型,使电机在全速运行的范围内都能够得到准确的定子磁链。针对转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定的问题,本文设计了两种改进的直接转矩控制系统。在基于占空比控制的直接转矩控制系统中,通过对一个采样周期内非零电压矢量作用时间占采样周期的占空比的优化,解决了转矩脉动过大的问题;在一个采样周期内,从非零电压矢量到零电压矢量的转换只有一次,实现了开关频率的恒定。在基于滑模变结构的直接转矩控制系统中,本文设计了转矩和磁链滑模变结构控制器代替传统直接转矩控制系统中的转矩和磁链滞环控制器;运用空间矢量脉宽调制技术,实现了开关频率的恒定。本文把传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统扩展到基频以上的弱磁范围内的异步电动机调速系统中,对其进行了相关研究。 为了验证上述各种控制系统的正确性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真软件对其进行了仿真验证。针对传统直接转矩控制系统,对定子磁链估计的加权模型进行了仿真验证。仿真结果表明所设计的定子磁链的加权模型能够在电机运行的全速范围内准确地估计定子磁链。针对基于占空比控制的直接转矩控制系统和基于滑模变结构的直接转矩控制系统,本文分别对负载转矩有扰动和无扰动、给定转速为恒定值和不为恒定值四种情况进行了仿真验证,并分别和传统直接转矩控制系统的仿真结果进行了对比。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统均能有效的减小转矩脉动和转速的稳态误差。针对电机运行在基频以上的弱磁调速情形,本文运用三种不同的直接转矩控制方法分别进行了仿真验证。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统在弱磁调速范围内依然优于传统直接转矩控制系统,依然能够减小转矩脉动和转速的稳态误差。
上传时间: 2013-04-24
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光二极管(LED)继在中小尺寸屏幕的便携产品背光等应用获大量采用后,随着它发光性能的进一步提升及成本的优化,近年来已迈入通用照明领域,如建筑物照明、街道照明、景观照明、标识牌、信号灯、以及住宅内的照明等,应用可谓方兴未艾。
上传时间: 2013-04-24
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控制器局域网(CAN)最初是由德国BOSCH公司为汽车的监测、控制系统设计的。它是一种有效的支持分布式控制或者实时控制的串行通信网络。由于其具有多主机、高性能以及高可靠性,CAN总线已经广泛应用于汽车电子控制、过程控制、机械工业、纺织机械、机器人、数控机床、医疗器械以及传感器等领域。CAN总线已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。 另一方面,随着电动车的技术的不断发展,电动车已经开始迈向了市场普及的道路。对于电动车电池的管理和维护越来越成为电动车发展的重点之一。由于CAN具有抗干扰性强、连接简单、无主通信等特点,非常适合用来实现实时数据的采集和传输。因此,本文利用CAN总线为基础设计了一个电池实时数据采集与管理系统,经分析、设计、编程和调试,在实际应用中得以实现。 该系统主要包括数据采集层,数据传输层和用户管理层三个部分。数据采集层的主要任务是电池实时数据的采集和发送;数据传输层的主要功能是通过CAN总线接收数据采集层发送的实时数据,并将其转换成RS232串口协议发送到上位机;用户管理层的主要功能是通过串口接收数据,实时显示,存储和分析。 论文完成的主要工作有: (1) 通过对系统需求的分析,将整个系统分为三个独立的层,分别进行了软硬件设计,实现了系统的模块化,增强了系统的应用性; (2) 详细的研究了CAN2.0B协议和SAE J1939协议,并在此基础上,编写了适合本设计的通讯协议; (3) 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件结构和软件设计方法; 本课题的创新点在于利用目前汽车工业广泛采用的CAN总线协议,设计了一套简单,高效,稳定的电池数据采集与管理系统,并在实际中得以应用。在系统设计过程中将整个系统分为3个层,大大提升了系统的模块化水平,有利于系统的扩展和维护。
上传时间: 2013-07-07
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矢量控制变频调速系统是国内当前电气传动和自动化领域研究的热点和技术攻坚的难点。矢量控制技术作为一种先进的控制策略,是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性、新颖性和实用性的特点。其思想就是将异步电动机的数学模型通过坐标变换,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以期达到独立控制电机转矩的效果。 本课题基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先进的电机控制专用DSP芯片TMS320F2812,开发出了一套基于转子磁链位置估计和转子速度估计的电流转速双闭环的转子磁场定向直接矢量控制变频调速系统,并实现了实际运行,初步达到了产品化的目标。主要的工作如下: (1)从电机数学模型和坐标系变换入手,采用电流转速双闭环的转子磁场定向直接矢量控制方案,深入探讨了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了调速系统的功能框图; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模块PM50RSA120,设计了调速系统的硬件电路,包括控制电路,驱动电路,电源电路和操作面板电路等; (3)设计了基于转子磁链位置估计和速度估计的电流转速双闭环的转子磁场定向直接矢量控制变频调速系统的软件部分,给出了调速系统的软件流程图和各子模块的具体实现; (4)采用先进的自适应Fuzzy-PI调节器来代替传统的PI调节器作为速度控制器,取得了较好的控制效果; (5)搭建了整个变频调速实验平台,进行了整机测试,给出了实验结果和结论。 该系统已经成功应用于矢量变频器成品生产中,在北京天华博实电气有限公司的变频器生产车间进行了相应的实验。实验表明,该系统具有良好的动静态性能,运行稳定,抗干扰能力强,获得用户好评,不失为一套具有先进性、新颖型、实用性的高性能变频调速系统。
上传时间: 2013-05-25
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随着锂电池技术的发展和节能环保概念的普及,大容量锂离子电池在大功率场合的应用前景也越来越广阔,比如电动汽车、电动自行车、混合动力汽车、太阳能发电系统等新能源以及航空航天领域。 但是锂离子电池组串联使用时容量不均衡的问题大大限制其广泛应用,加入均衡电路是有效的解决方法。尤其是对于大容量的锂电池组,价格昂贵,更是需要有效可靠的均衡电路与均衡策略。可以说,要实现大容量锂离子电池在大功率场合的广泛应用,电池单体的有效均衡是目前的技术瓶颈之一。因此深入研究锂离子电池组均衡电路的关键问题很有意义。 本文主要研究了以下几个方面的内容: 1.总结和比较了现在均衡电路的研究现状,包括均衡拓扑和控制策略。 2.结合均衡电路的需要,对锂电池的特性做了详细的测试和深入的研究,得出了对均衡有指导意义的结论。 3.介绍了本课题所采用的锂离子电池组均衡电路的工作原理和设计流程,并给出了具体电路和参数设计的结果。 4.基于锂离子电池的特性,提出了新颖的过均衡加滞环控制的方案。最后,给出了实验和仿真结果,验证了方案的可行性。 5.基于本文的研究工作对串联锂离子电池的均衡做了一些总结和展望。
上传时间: 2013-06-11
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在低功率应用领域中,为了降低成本,单级功率因数校正(PFC)技术越来越受到人们的关注。单级PFC技术是把PFC变换器和DC/DC变换器结合在一起,共用一个开关管和一套控制电路,同时提高功率因数和对输出电压进行快速调节。本文针对单级PFC技术进行了较详细的分析。首先研究了基本Boost型单级PFC变换器,详细分析了其工作原理和特性,指出在现有的单级PFC变换器中,必须解决两个问题,即如何提高变换器的效率和控制中间储能电容电压在450V以下。同时分析了Boost型单级PFC变换器的三端和两端拓扑结构,并讨论了两者之间的联系。接着引用了直接功率传递原理(DPT),研究了一种新型的可实现直接功率传递的单级PFC变换器。详细分析了该变换器的工作原理和特性。该变换器在引入直接功率传递原理的基础上,相对于一般单级PFC变换器来说,具有更高的效率和良好的功率因数校正效果。同时可以将单级PFC变换器中间储能电容电压的值限制在450V以下。最后,本文用仿真分析验证了理论的正确性,证明了这种新型的单级PFC变换器比一般的单级PFC变换器性能更优越。
上传时间: 2013-05-19
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图像的采集和传输是实时监控、远程控制、智能小区等诸多领域的关键技术。基于传统:PC的图像采集已成为现实。随着信息技术的迅速发展,嵌入式系统的研究开发成为了后PC时代的一个热点,它被广泛应用于工业现场、信息家电等各行各业。同时,图像的远程采集传输也朝着专业化、多样化和低成本的方向发展。利用嵌入式技术来实现图像的远程采集传输正顺应了时代发展,有较大的实用价值。 本文主要研究了基于嵌入式的远程图像采集传输系统。嵌入式终端采用$3C2410为核心的目标板为硬件平台,采用嵌入式Linux为系统平台。系统通过连接在嵌入式终端的USB摄像头完成静态图像数据采集,并进行图像压缩处理。在图像传输方面,论文设计了两种模式:一种是通过Intemet传输的、基于B/S模式的传输方式。在该模式下,远端客户机通过浏览器访问架设在终端里的嵌入式服务器而获得图像信息。另一种是基于GPRS网络实现远程无线图像传输。终端将采集到的图像数据通过GPRS网络发送到拥有固定Ip的监控服务器上来完成图像远程传输。 本文首先介绍了图像采集传输和嵌入式方面的相关内容,并介绍了本论文所采用的开发平台。为了顺利开发接着构建了开发环境,这里包括U-boot的移植、Linux系统的内核编译和移植、设备驱动模块的加载以及交叉编译环境的建立。在此基础上,利用Vide04Linux的接口函数,用C语言实现了图像原始数据的采集程序,并利用JPEG算法了实现图像压缩。在基于B/S模式的传输方式中,首先利用Boa架设了嵌入式服务器,然后用C语言完成CGI脚本,该脚本将图像嵌入网页并实时更新以实现网页的动态输出。在基于GPRS实现远程无线图像传输方式中,论文详细分析了系统通讯数据流的特征,提出了采用辨识特征字符、数据打包等策略以实现GPRS的网络连接和数据通讯,并且在此基础上用C语言编程实现。同时,在PC(Linux)上用Socket编程实现了监控服务器软件,该软件用以接收图像数据和控制嵌入式终端的系统状态。最后,论文分析比较了两种传输方式的区别和优缺点。试验证明,采用两种方式都能成功实现图像的远程采集传输,并且试验效果较好。
上传时间: 2013-05-17
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本课题是应北京奔驰--戴姆勒克莱斯勒汽车制造有限公司的要求而研究的一种射频信号源。要求能产生并发射音乐调制的射频信号,用于其车载收音机的性能和接收效果的测试,能使收音机连续搜台,并且要分多个频段对其收音机的中波段进行逐台测试。因为以前的车载收音机都是通过电缆有线连接到其收音机上,但这样往往得不到实际效果,而且使用麻烦,所以在设计系统时选择使用无线射频(调幅)信号源,这样更容易让该公司方便使用,系统中还设计了很简洁的键盘和LCD交互界面,使工人操作时很容易上手。 在考虑系统方案的过程中,我们选择了少有人涉及的丁类放大器作为首选的放大电路,并使用单片机作为控制器。单片机已经是一种很成熟的微处理器,能很方便的产生数字音乐信号。 本论文的安排如下: 首先概述数字功率放大器和射频的发展及国内外发展情况。 第2章对论文的来源及整体方案做了简要的介绍。 第3章对单片机数字部分做了详细的论述,讲述了数字信号的产生原理,分频系数的确定,以及各个硬件的具体功能。 第4章将是本文的重点,论述了数字功率放大部分的数学原理,并详细介绍了数字功放的原理。现在,数字功率放大器虽然在射频领域少有具体应用,但数字世界的发展步伐将无法停止,这就要求对原有的传统意义上的放大电路进行改进,具有一定的创新意义。 第5章对滤波网络和输出匹配网络进行了深入的理论分析和研究,并将研究应用于实际,最终得到了比较满意的现场效果。 最后一章总结了在实际研究中遇到的问题和解决方法,并对本课题的发展做了总结。
上传时间: 2013-06-18
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通信与自动控制技术结合产生的远程数据传输技术,已经成为当前研究的一个热点。以数据传输技术为核心的远程无线监控系统已广泛应用于交通、电力、工农业、水利、环保、建筑、能源等行业中需要无人值守监控维护的地方,监控情况,以及传输的数据存在着突发性、数据量少等特点。传统的远程监控技术多采基于现场总线的方式接入Internet,在接入端需要搭建本地局域网平台和监控系统,对于环境依赖性比较强,容易造成地域局限性。 文章围绕无线数据传输方式这一热点课题,介绍了国内外在远程数据传输方面的发展与现状,对GSM短消息在远程数据传输中的应用进行了深入的研究和探讨.接着,阐述了相应的GSM无线终端的设计方案、开发方法和开发过程,并针对小数据量的无线数据传输领域,提出了应用以短消息业务作为数据传送载体的数与车载防盗报警系统相结合,设计了以DPSD微处理器和GSM模块TC35i为核心,基于GSM/SMS的车载防盗报警系统。接着,给出基于GSM/SMS无线数据传输技术的车载防盗报警系统的具体实现过程,包括各硬件模块的设计原理、电路原理图文重点包括以下两个方面: l.对GSM/SMS的工作原理及协议做了详细的研究,并运用于小数据量的无线数据传输中。 2.设计了基于SMS的车载防盗报警系统,给出了硬件原理图及软件流程。 基于SMS的车载防盗报警系统已经在市场上得到印证,应用结果表明,该系统使用操作方便,数据通信准确、稳定、可靠、高效,具有较高的实用价值。
上传时间: 2013-04-24
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随着信息技术的发展,通信和计算机等领域的DC/DC电源变换技术在电源行业占有很重要的市场。为了能满足电源系统良好的性能和可靠性,分布电源系统(DPS)被广泛应用于电信、计算机等领域。DPS具有模块化,可靠性和维护性等优点。 本文讨论了软开关技术的种类和发展趋势,介绍了三种传统的软开关谐振变换器,通过理论分析和仿真,总结了三种传统谐振变换器的优缺点。在此基础上,设计了一种新型的LLC串联谐振变换器。此变换器可实现原边开关管在零电压条件下开通、输出端的整流管零电流条件下关断,因而可实现极高的转换效率。由于电路充分地利用了变压器的励磁电感和开关管的寄生参数,可使变换器在宽输入电压范围和全负载下实现软开关。此外,利用变压器漏感和功率MOS管的寄生电容进行谐振,可有效地降低输出整流管的电压应力,提高抗EMI的性能。因此,在相同的设计规格下,LLC谐振变换器可以选取电压和电流等较低的功率开关管和整流二极管,进而减小开发成本。 结合PSPICE仿真和实验调试,论文详细介绍了LLC串联谐振变换器工作原理,详细讨论了谐振参数、输入电压和负载对变换器性能的影响;根据参数设计步骤和特性分析,设计了LLC串联谐振变换器各组成电路;最后设计了24V/8A-200KHz的DC/DC电源模块,通过实验,其结果验证了该拓扑在全负载下均能实现软开关,效率高等良好特性。
上传时间: 2013-05-20
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